JP2018067200A - シミュレーション装置、コンピュータプログラム及びシミュレーション方法 - Google Patents
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Abstract
Description
11、40 入力部
12 磁化演算部
13 初期ハミルトニアン演算部
14 第1確率分布関数演算部
15 第2確率分布関数演算部
16 スピン変数更新部
17 平衡状態判定部
18、50 出力部
19 第1磁化算出部
20 磁場算出部
21 磁場判定部
22 物理量算出部
23 第2磁化算出部
24 記憶部
31 CPU
32 ROM
33 RAM
34 I/F
60 外部I/F部
Claims (6)
- 二値を取り得る複数のスピンからなる系のハミルトニアンを初期ハミルトニアン及び目的ハミルトニアンで表し、初期状態において前記初期ハミルトニアンを大きな値に設定し、時間変化に伴って前記初期ハミルトニアンが前記目的ハミルトニアンに比べて小さくなるようにして前記系の平衡状態での物理量をシミュレートするシミュレーション装置であって、
前記複数のスピンの所定方向成分の和の平均を該所定方向の磁化として演算する磁化演算部と、
該磁化演算部で演算した磁化の一次項及び二次以上の項を含む磁場関数を前記初期ハミルトニアンとして演算する初期ハミルトニアン演算部と、
前記磁化演算部で演算した磁化と前記スピンの所定方向成分の和の平均との差を変数とするデルタ関数と、前記磁場関数との乗算項を含む指数関数型演算子を用いて前記初期ハミルトニアンに対する確率分布関数を演算する第1確率分布関数演算部と、
該第1確率分布関数演算部で演算して得られた確率分布に基づいて、前記複数のスピンそれぞれのスピン変数を更新するスピン変数更新部と、
該スピン変数更新部で更新したスピン変数に基づいて前記系が平衡状態になったか否かを判定する判定部と、
該判定部で前記系が平衡状態になったと判定した場合、前記平衡状態での前記所定方向の磁化を算出する第1磁化算出部と、
該第1磁化算出部で算出した磁化及び前記磁場関数に基づいて、前記複数のスピンに対する前記所定方向の磁場を算出する磁場算出部と、
該磁場算出部で算出した磁場が定常状態であるか否かを判定する磁場判定部と、
該磁場判定部で前記磁場が定常状態であると判定した場合、前記系に関する物理量を算出する物理量算出部と
を備えることを特徴とするシミュレーション装置。 - 前記第1確率分布関数演算部で演算した確率分布関数に含まれる前記デルタ関数を積分表示にして、前記磁場関数の導関数を含む指数関数型演算子を用いて前記系のハミルトニアンに対する確率分布関数を演算する第2確率分布関数演算部を備え、
前記スピン変数更新部は、
前記第2確率分布関数演算部で演算して得られた前記系のハミルトニアンに対する確率分布に基づいて、スピン変数を更新することを特徴とする請求項1に記載のシミュレーション装置。 - 前記スピン変数更新部は、
前記磁場判定部で前記磁場が定常状態でないと判定した場合、前記系のハミルトニアンに対する確率分布関数に含まれる前記磁場関数の導関数を前記第1磁化算出部で算出した磁化に基づいて更新した前記系のハミルトニアンに対する確率分布に基づいて、スピン変数を更新することを特徴とする請求項2に記載のシミュレーション装置。 - 予め前記所定方向の磁場の値を複数設定する設定部と、
該設定部で設定した磁場の値及び前記磁場関数の導関数の逆関数に基づいて前記所定方向の磁化を算出する第2磁化算出部と
を備え、
前記スピン変数更新部は、
前記系のハミルトニアンに対する確率分布関数に含まれる前記磁場関数の導関数に前記設定部で設定した磁場の値を割り当てた前記系のハミルトニアンに対する確率分布に基づいて、スピン変数を更新し、
前記判定部は、
前記スピン変数更新部で更新したスピン変数に基づいて前記系が平衡状態になったか否かを判定し、
前記第1磁化算出部は、
前記判定部で前記系が平衡状態になったと判定した場合、前記平衡状態での前記所定方向の磁化を算出し、
前記物理量算出部は、
前記第1磁化算出部及び第2磁化算出部で算出した磁化が等しい場合、前記系に関する物理量を算出することを特徴とする請求項3に記載のシミュレーション装置。 - コンピュータに、二値を取り得る複数のスピンからなる系のハミルトニアンを初期ハミルトニアン及び目的ハミルトニアンで表し、初期状態において前記初期ハミルトニアンを大きな値に設定し、時間変化に伴って前記初期ハミルトニアンが前記目的ハミルトニアンに比べて小さくなるようにして前記系の平衡状態での物理量をシミュレートさせるコンピュータプログラムであって、
コンピュータに、
前記複数のスピンの所定方向成分の和の平均を該所定方向の磁化として演算する処理と、
演算した磁化の一次項及び二次以上の項を含む磁場関数を前記初期ハミルトニアンとして演算する処理と、
演算した磁化と前記スピンの所定方向成分の和の平均との差を変数とするデルタ関数と、前記磁場関数との乗算項を含む指数関数型演算子を用いて前記初期ハミルトニアンに対する確率分布関数を演算する処理と、
演算して得られた確率分布に基づいて、前記複数のスピンそれぞれのスピン変数を更新する処理と、
更新したスピン変数に基づいて前記系が平衡状態になったか否かを判定する処理と、
前記系が平衡状態になったと判定した場合、前記平衡状態での前記所定方向の磁化を算出する処理と、
算出した磁化及び前記磁場関数に基づいて、前記複数のスピンに対する前記所定方向の磁場を算出する処理と、
算出した磁場が定常状態であるか否かを判定する処理と、
前記磁場が定常状態であると判定した場合、前記系に関する物理量を算出する処理と
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 二値を取り得る複数のスピンからなる系のハミルトニアンを初期ハミルトニアン及び目的ハミルトニアンで表し、初期状態において前記初期ハミルトニアンを大きな値に設定し、時間変化に伴って前記初期ハミルトニアンが前記目的ハミルトニアンに比べて小さくなるようにして前記系の平衡状態での物理量をシミュレートさせるシミュレーション方法であって、
前記複数のスピンの所定方向成分の和の平均を該所定方向の磁化として演算する処理と、
演算した磁化の一次項及び二次以上の項を含む磁場関数を前記初期ハミルトニアンとして演算する処理と、
演算した磁化と前記スピンの所定方向成分の和の平均との差を変数とするデルタ関数と、前記磁場関数との乗算項を含む指数関数型演算子を用いて前記初期ハミルトニアンに対する確率分布関数を演算する処理と、
演算して得られた確率分布に基づいて、前記複数のスピンそれぞれのスピン変数を更新する処理と、
更新したスピン変数に基づいて前記系が平衡状態になったか否かを判定する処理と、
前記系が平衡状態になったと判定した場合、前記平衡状態での前記所定方向の磁化を算出する処理と、
算出した磁化及び前記磁場関数に基づいて、前記複数のスピンに対する前記所定方向の磁場を算出する処理と、
算出した磁場が定常状態であるか否かを判定する処理と、
前記磁場が定常状態であると判定した場合、前記系に関する物理量を算出する処理と
を含むことを特徴とするシミュレーション方法。
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